一种带有外循环滤清装置的燃油油箱及燃油发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保技术领域，具体涉及一种带有外循环滤清装置的燃油油箱及燃油发动机。
【背景技术】
[0002]燃油包括汽油、柴油、乙醇汽油、甲醇汽油等，在生产、运输和存放过程中会产生并混入大量杂质，而且洁净的燃油在贮存一段时间后也会产生金属氧化物、析出胶质、沥青质等污染物。严重污染的燃油会导致发动机喷油系统和燃烧室等部位的磨损及积碳生成，使得动力设备在使用一段时间后耗油量增加，尾气排放量急骤上升，因此需要进行清洁化处理。
[0003]现有的发动机上的供油系统均安装有燃油滤清器，如2001年公开的中国专利“一种新型汽油发动机供油系统装置，申请号:01122204.2”，公开了一种包括油箱、汽油滤清器、汽油栗和化油器、空气压缩机的发动机供油装置，但其存在的问题是供给发动机的油品只能一次性通过汽油滤清器进行过滤，然后直接用于燃烧动力，故会由于油品过滤的不彻底导致燃油效率下降及排放污染较大。
[0004]目前国内98%以上的油品过滤器使用木浆滤纸、高精度复合滤纸或金属网为滤材，以达到去除油品中杂质及水分的目的。高精度滤纸的流通阻力大、纳污能力差、使用寿命短;木浆纸和金属网虽具有流通阻力小的优点，但过滤精度低、过滤效率差。这几种滤材都不能满足工业生产过程中设备对油品过滤的要求，造成设备故障率高、运行效率低、寿命缩短等问题。
[0005]目前材料熔喷工艺广泛用于聚丙烯滤芯材料制造中。熔喷就是将聚合物材料经过高温挤出后形成极细的纤维丝，并制备成相应的形状结构，聚丙烯熔喷滤材具有纳污能力强、过滤精度高等优点，而且易于批量生产，但是目前只用于空气和水的过滤，这是因为工业油品通常都含有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃及少量硫、氮化合物等，长时间的接触油品会导致聚丙烯制品被溶解腐蚀，溶胀成黏糊状，失去过滤能力，因此，聚丙烯熔喷滤材无法应用于工业油品过滤领域。
[0006]因此从工业油品的过滤角度来讲，急需要一种特殊材料经过熔喷工艺制成的熔喷滤芯，并具有常规熔喷滤芯的优点，同时能够耐受柴油、汽油、乙醇等油品的腐蚀，并能将油品中含有的沥青、水、灰尘、机械杂质等过滤，尤其具有一定的油水分离效果。
[0007]申请号为200510040447.2的中国专利公开了 “一种超疏水/超亲油的油水分离网”，提出在织物网上覆盖一层疏水且亲油的薄膜，利用薄膜的疏水功能，实现油品中的油水分离。这是目前油品过滤领域普遍采用的技术思路，即采用疏水性滤材，将水从燃油中分离，而且滤材的“疏”水性能越好，其分离水的效果越好。但是存在的问题这种薄膜制作工艺复杂，而且其他的过滤功能和指标不佳，难以得到实用化的推广。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明提出了一种带有外循环滤清装置的燃油油箱，可对储油罐进行循环过滤，消除油品中因为长期放置产生的金属氧化物、析出胶质、沥青质等污染物；同时当用于发动机的油箱时，可以减小污染排放，提高燃油效率，减少发动机故障。
[0010]目前国内98%以上的油品过滤器使用木浆滤纸、高精度复合滤纸或金属网为滤材，以达到去除油品中杂质及水分的目的。高精度滤纸的流通阻力大、纳污能力差、使用寿命短;木浆纸和金属网虽具有流通阻力小的优点，但过滤精度低、过滤效率差。这几种滤材都不能满足工业生产过程中设备对油品过滤的要求，造成设备故障率高、运行效率低、寿命缩短等问题。
[0011 ]目前材料熔喷工艺广泛用于聚丙烯滤芯材料制造中。熔喷就是将聚合物材料经过高温挤出后形成极细的纤维丝，并制备成相应的形状结构，聚丙烯熔喷滤材具有纳污能力强、过滤精度高等优点，而且易于批量生产，但是目前只用于空气和水的过滤，这是因为工业油品通常都含有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃及少量硫、氮化合物等，长时间的接触油品会导致聚丙烯制品被溶解腐蚀，溶胀成黏糊状，失去过滤能力，因此，聚丙烯熔喷滤材无法应用于工业油品过滤领域。
[0012]众所周知，聚酰胺是一种亲水性材料，按照现有文献报道，亲水材料是不适合用于滤材的，主要原因是非疏水性材料，难以实现油品中的油水分离。本发明提出了一种利用熔喷聚酰胺材料来制作滤材、滤芯和过滤器的方案，通过控制滤材的结构参数，实现了燃油或燃油等油品的过滤，在确保材料具有耐油耐醇腐蚀的前提下，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力，该方案突破了传统滤材为了满足油水分离指标只能选用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蚀、高可靠等特点，满足了常见油品的过滤要求。
[0013]本发明的具体技术方案如下:
一种带有外循环滤清装置的燃油油箱，包括油箱和设置在油箱外部的过滤装置，所述的过滤装置包括液压栗、滤清器、取油管路和回油管路，所述的取油管路和回油管路设置在油箱壳体上;所述的液压栗将燃油从油箱中吸入，经过滤清器过滤后再通过回油管路排放至油箱。
[0014]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，滤清器的滤芯为聚酰胺熔喷滤芯。
[0015]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，聚酰胺熔喷滤芯的滤材为采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构；所述的滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔;所述滤孔的孔径大小分布方式为沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。
[0016]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μπι，筒部内层滤孔的平均孔径为1_50μπι，熔喷纤维丝的平均直径为
0.1-80μπι，滤材的孔隙率大于80%。
[0017]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，滤材厚度为5_20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μπι，筒部内层的平均孔径为10-20μπι，熔喷纤维丝的平均直径范围为5-50μπι，滤材的孔隙率大于90%。
[0018]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，在取油管路上设置有单向阀。
[0019]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，过滤装置还包含加热单元，可对油箱、取油管路、回油管路、滤清组件中的一个部件或多个部件加热。
[0020]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，油箱为储油罐。
[0021]上述带有外循环滤清装置的燃油油箱中，燃油为柴油、汽油、煤油或乙醇混合燃油。
[0022]—种燃油发动机，包含带有外循环滤清装置的燃油油箱。
[0023]本发明具有的技术效果如下:
1、本发明通过对油箱设置外循环滤清装置，当油品受到污染时或者每隔一段时间，对油箱内的燃油进行循环过滤，从而消除油品中因为长期放置产生的金属氧化物、析出胶质、沥青质等污染物。
[0024]2、本发明可在发动机不工作时，对油箱内燃油循环往复的净化，20分钟后能使油品上升4个NAS等级，而普通发动机内部的滤清器只是单向一次性过滤，不可能达到如此好的效果。通过对油品的循环过滤，使得发动机的燃油洁净，延长发动机寿命和维护周期，降低发动机油耗和维修费用，从而降低动力消耗成本，提高燃油效率，减小污染排放，减小发动机系统的震动和对密封元件的损伤。
[0025]2、本发明提出了一种利用熔喷聚酰胺材料来制作滤芯和过滤器的方案，通过控制滤材的结构参数，实现了油品的过滤，在确保材料具有耐油耐醇腐蚀的前提下，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力，该方案突破了传统滤材为了满足油水分离指标只能选用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蚀、高可靠等特点，满足了常见油品的过滤要求。
[0026]3、本发明在熔喷工艺中通过控制纤维丝的输出孔径、熔喷压力、挤出机的温度、纺丝箱的温度和熔喷模头的温度等参数，使得熔喷的纤维直径参数达到设计要求，同时通过改变熔喷过程中接收单元的接收速度和接收角度，控制滤材上的平均孔隙率和滤孔的孔径，使得滤孔从外层到内层逐渐递减，最终达到设计要求。
[0027]4、本发明通过在聚酰胺切片中混入的母粒添加剂，大大提高了纤维丝的韧性和强度，克服了熔喷纤维丝断丝、粗细不均匀、生产效率低的问题。
【附图说明】
[0028]图1为本发明带有外循环滤清装置的燃油油箱原理示意图；
图2为本发明熔喷滤芯的结构示意图；
图3为本发明熔喷装置的结构示意图；
图4为本发明熔喷模头工作原理示意图；
图5为本发明用于发动机油箱的原理示意图。
[0029]附图标记如下:I一管路;2—滤清器;3—液压栗;4一单向阀；5—油箱;6—发动机；7一发动机供油系统;71—空气压缩机;72—挤出机;73—过滤单兀;74—纺丝箱;75—恪喷模头；76—接收单兀；77—切割单兀；81—气体腔；82一模头主板；83一加热板；84一气路；85—料路;91 一上端盖;92—下端盖;93—恪喷滤材;94一出油口 ；95—恪喷滤材内层;96—熔喷滤材外层;97—骨架。
【具体实施方式】
[0030]如图1所示，带有外循环滤清装置的燃油油箱，包括油箱5和设置在油箱外部的过滤装置，油箱可以是储油罐，也可以是发动机的油箱。过滤装置包括液压栗3、滤清器2、取油和回油管路1，所述的取油和回油管路I设置在油箱5壳体上;所述的液压栗3将燃油从油箱5中吸入，经过滤清器2过滤后再通过回油管路排放至油箱5，在取油管路上设置有单向阀4，防止燃油返流。
[0031]液压栗3由电动机驱动，电动机选型应考虑到防爆等级、功率大小、适用油品的粘度范围，使之与电机参数相匹配。油栗应满足适合较大粘度范围的燃油，同时具有过压保护功能和溢流功能。
[0032]如图2所示，本发明的滤芯包括滤材93、上端盖91和下端盖92，上端盖91和下端盖92联接在聚酰胺滤材93的两端，骨架则设置在滤材内部用于承压。上端盖91开有出油孔94，下端盖92则密封在熔喷滤材93的底部。被过滤的油品从滤材的外层穿过滤材本体对杂质进行过滤，再经出油孔94流出。滤材采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构;滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔;滤孔的孔径大小分布方式为沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。其中滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μπι，筒部内